JPH01288802A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents
光導波路及びその製造方法Info
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- JPH01288802A JPH01288802A JP63118073A JP11807388A JPH01288802A JP H01288802 A JPH01288802 A JP H01288802A JP 63118073 A JP63118073 A JP 63118073A JP 11807388 A JP11807388 A JP 11807388A JP H01288802 A JPH01288802 A JP H01288802A
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- Japan
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- optical
- optical waveguide
- mode field
- component
- optical component
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、光源、受光素子等の能動的光部品と光ファイ
バ等の受動的光部品を接続する光導波路の結合方法に関
する。
バ等の受動的光部品を接続する光導波路の結合方法に関
する。
（従来の技術）
一般に、光通信システムは、光を導波する光ファイバ、
光導波路等の受動的光部品と、光源、受光素子、光スィ
ッチ等の能動的光部品とから構成されている。従って、
受動的光部品と能動的光部品を接続する技術は、光通信
システムを構成する上で必要不可欠である。ここで、能
動的光部品は一般的に半導体デバイスが用いられ、電気
的信号と光信号との相互の変換能力を持たせている。受
動的光部品は石英ガラス、プラスチック、多成分ガラス
等が用いられており、低損失で光を導波させることが重
要である。
光導波路等の受動的光部品と、光源、受光素子、光スィ
ッチ等の能動的光部品とから構成されている。従って、
受動的光部品と能動的光部品を接続する技術は、光通信
システムを構成する上で必要不可欠である。ここで、能
動的光部品は一般的に半導体デバイスが用いられ、電気
的信号と光信号との相互の変換能力を持たせている。受
動的光部品は石英ガラス、プラスチック、多成分ガラス
等が用いられており、低損失で光を導波させることが重
要である。
また、これら能動的光部品と受動的光部品を接続する技
術は現在のところ以下に述べるように３つある。つまり
、光源と光ファイバの接続例で説明すると、第９図に示
すように、光ファイバ２０と光源２１をそのまま形状等
を変えずに突き合わせる直接結合方法、第１０図に示す
ように、光ファイバ２０と光源２１との間にセルフォッ
クレンズ２２を挿入し、これにより光源２１からの光を
集束させて光ファイバ２０に入射させる個別レンズ結合
方法、及び、第１１図に示すように、光ファイバの端面
の形状を加工し、レンズのような集束能力を持たせた先
球光ファイバ２３として光源２１と接続するファイバー
レンズ結合方法である。
術は現在のところ以下に述べるように３つある。つまり
、光源と光ファイバの接続例で説明すると、第９図に示
すように、光ファイバ２０と光源２１をそのまま形状等
を変えずに突き合わせる直接結合方法、第１０図に示す
ように、光ファイバ２０と光源２１との間にセルフォッ
クレンズ２２を挿入し、これにより光源２１からの光を
集束させて光ファイバ２０に入射させる個別レンズ結合
方法、及び、第１１図に示すように、光ファイバの端面
の形状を加工し、レンズのような集束能力を持たせた先
球光ファイバ２３として光源２１と接続するファイバー
レンズ結合方法である。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、従来の光導波路の結合方法において、従
来の直接結合方法は以下の理由により接続ロスが約１０
ｄＢと大きいという問題点がある。
来の直接結合方法は以下の理由により接続ロスが約１０
ｄＢと大きいという問題点がある。
つまり、光ファイバ、光導波路等の受動的光部品は伝搬
する光パワーの分布がガウス型でモードフィールド径が
約１０ＩＩ１１の円である。一方、能動的光部品は半導
体の製造上及び駆動回路の性質上の理由により第１２図
に示すようにモードフィールドは楕円形であり、短径が
約１μｍ、長径が約５μｍとなる０両光部品のモードフ
ィールドの違い（形状、大きさ）により両者の接続ロス
は１０ｄＢ程度となってしまう。また、レンズを介した
個別レンズ結合方法は、光学系が複雑となるために、組
立作業性、コストの点で問題点があり、更に、ファイバ
ーレンズ結合方法ではファイバ端面のレンズ加工はレン
ズ径がファイバ外径によって制限され自由に選べない上
に、楕円形のモードフィールドには対応出来ないという
問題点があった。
する光パワーの分布がガウス型でモードフィールド径が
約１０ＩＩ１１の円である。一方、能動的光部品は半導
体の製造上及び駆動回路の性質上の理由により第１２図
に示すようにモードフィールドは楕円形であり、短径が
約１μｍ、長径が約５μｍとなる０両光部品のモードフ
ィールドの違い（形状、大きさ）により両者の接続ロス
は１０ｄＢ程度となってしまう。また、レンズを介した
個別レンズ結合方法は、光学系が複雑となるために、組
立作業性、コストの点で問題点があり、更に、ファイバ
ーレンズ結合方法ではファイバ端面のレンズ加工はレン
ズ径がファイバ外径によって制限され自由に選べない上
に、楕円形のモードフィールドには対応出来ないという
問題点があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、受動
的光部品と能動的光部品の接続を低接続損失で行う光導
波路及びその製造方法を提供することを目的とする。
的光部品と能動的光部品の接続を低接続損失で行う光導
波路及びその製造方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明によれば、その両端
面に結合される光部品のモードフィールド形状と一致し
たモードフィールド形状を夫々の端面に有し、その内部
でモードフィールドが連続的に変化して両端面のモード
フィールドが連続している光導波路が提供され、また、
光を導波する受動的光部品と、光電変換能力を有する能
動的光部品との間に、夫々のコアが一致するように光導
波路を介挿し密着して、前記受動的光部品と前記能動的
光部品とを結合して成る光導波路結合体が提供され、更
に、光導波路を石英により形成し、そのコア径、コア形
状及び屈折率の変化を火炎堆積中の堆積パターン、ドー
パント種類、濃度を変えて構成する光導波路の製造方法
が提供される。
面に結合される光部品のモードフィールド形状と一致し
たモードフィールド形状を夫々の端面に有し、その内部
でモードフィールドが連続的に変化して両端面のモード
フィールドが連続している光導波路が提供され、また、
光を導波する受動的光部品と、光電変換能力を有する能
動的光部品との間に、夫々のコアが一致するように光導
波路を介挿し密着して、前記受動的光部品と前記能動的
光部品とを結合して成る光導波路結合体が提供され、更
に、光導波路を石英により形成し、そのコア径、コア形
状及び屈折率の変化を火炎堆積中の堆積パターン、ドー
パント種類、濃度を変えて構成する光導波路の製造方法
が提供される。
（作用）
モードフィールド形状が異なる光部品の結合を、両端の
モードフィールドが接続しようとする各光部品のモード
フィールドと一致している光導波路を両者の間に介挿し
て行い、低接続損失で光部品を結合する。
モードフィールドが接続しようとする各光部品のモード
フィールドと一致している光導波路を両者の間に介挿し
て行い、低接続損失で光部品を結合する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の光導波路の一実施例を示す断面図であ
り、第２図は第１図の光導波路の上面図である０本発明
では、受動的光部品と能動的光部品との間に両光部品の
モードフィールド形状に一致したモードフィールド形状
を両端面に持ち、かつこの両端面のモードフィールド形
状を連続的に変化させた光導波路２を挿入することで、
受動的光部品と能動的光部品との接続を低損失で行うこ
とができる光導波路を提供するものである。第１図は受
動的光部品１が光ファイバであり、能動的光部品３が発
光ダイオ−・ドであり、そして光導波路２が石英系光導
波路とした実施例である。光ファイバ１と発光ダイオー
ド３の間に光導波路２が介挿され、夫々の光が導波する
コア部分が位置的に一致するように配置されている。ま
た、これらの接続部及び発光ダイオード素子３の温度変
化を極力避けるために、光ファイバ１、光導波路２及び
発光ダイオード３をヒートシンク７上にセットしている
。
り、第２図は第１図の光導波路の上面図である０本発明
では、受動的光部品と能動的光部品との間に両光部品の
モードフィールド形状に一致したモードフィールド形状
を両端面に持ち、かつこの両端面のモードフィールド形
状を連続的に変化させた光導波路２を挿入することで、
受動的光部品と能動的光部品との接続を低損失で行うこ
とができる光導波路を提供するものである。第１図は受
動的光部品１が光ファイバであり、能動的光部品３が発
光ダイオ−・ドであり、そして光導波路２が石英系光導
波路とした実施例である。光ファイバ１と発光ダイオー
ド３の間に光導波路２が介挿され、夫々の光が導波する
コア部分が位置的に一致するように配置されている。ま
た、これらの接続部及び発光ダイオード素子３の温度変
化を極力避けるために、光ファイバ１、光導波路２及び
発光ダイオード３をヒートシンク７上にセットしている
。
尚、光ファイバ１は円形であるのでヒートシンク７上に
適当な固定治具８を用意して光ファイバ１を固定してお
り、光導波路２及び発光ダイオード３は接着剤等でヒー
トシンク７上に固定している。ここで、光ファイバ１及
び発光ダイオード３は夫々通常用いられている光ファイ
バ及び光源素子である。光導波路２は光ファイバ１と光
導波路２との間及び光導波路２と発光ダイオード３との
間でモードフィールドのミスマツチがないようにコア径
、屈折率値を一致させ、これを光導波路２内で連続的に
変化させている。
適当な固定治具８を用意して光ファイバ１を固定してお
り、光導波路２及び発光ダイオード３は接着剤等でヒー
トシンク７上に固定している。ここで、光ファイバ１及
び発光ダイオード３は夫々通常用いられている光ファイ
バ及び光源素子である。光導波路２は光ファイバ１と光
導波路２との間及び光導波路２と発光ダイオード３との
間でモードフィールドのミスマツチがないようにコア径
、屈折率値を一致させ、これを光導波路２内で連続的に
変化させている。
次に、本発明の光導波路の製造方法について説明する。
火炎堆積法の概略は第７図のように例えばシリコンＳｔ
等の基板４上に、Ｈｚ、Ｏｚによるフレームに例えば、
３ ｉＣＩ ４ 、 Ｔ ｉＣＩ ａなど等の原料を導
入して形成されるガラス微粒子を堆積するものであり、
バーナー１０の移動径路を変えることでつまり移動ピッ
チを疎密にすることにより堆積量を変化させ任意の厚さ
とし、また原料の温度、量を変えることで任意の屈折率
を有する光導波路が作成可能である。具体的な製造方法
の手順は以下のようである。
等の基板４上に、Ｈｚ、Ｏｚによるフレームに例えば、
３ ｉＣＩ ４ 、 Ｔ ｉＣＩ ａなど等の原料を導
入して形成されるガラス微粒子を堆積するものであり、
バーナー１０の移動径路を変えることでつまり移動ピッ
チを疎密にすることにより堆積量を変化させ任意の厚さ
とし、また原料の温度、量を変えることで任意の屈折率
を有する光導波路が作成可能である。具体的な製造方法
の手順は以下のようである。
（１） 基板４上に、第８図のような堆積パターンで
ＳｉＯ□微粒子を堆積させる。第８図の上部が第１図の
左側となる。これにより、クラッド１２ｂが形成される
。
ＳｉＯ□微粒子を堆積させる。第８図の上部が第１図の
左側となる。これにより、クラッド１２ｂが形成される
。
（２）その上にＳｉＯ□とこのＳｉＯ□より屈折率が高
くなる材料例えばＴ ｉ Ｏｚを添加した層を、第８図
の堆積パターンと上下が逆のパターンつまり上が密、下
が粗で堆積させる。また、この堆積中、ＳｔＯ□に添加
する材料の濃度、量を徐々に高めてゆき、光ファイバ１
と光導波路２との間及び光導波路２と発光ダイオード３
との間でモードフィールドのミスマツチが起こらない屈
折率、コア幅を形成する。これにより、コア層２ａが形
成される。
くなる材料例えばＴ ｉ Ｏｚを添加した層を、第８図
の堆積パターンと上下が逆のパターンつまり上が密、下
が粗で堆積させる。また、この堆積中、ＳｔＯ□に添加
する材料の濃度、量を徐々に高めてゆき、光ファイバ１
と光導波路２との間及び光導波路２と発光ダイオード３
との間でモードフィールドのミスマツチが起こらない屈
折率、コア幅を形成する。これにより、コア層２ａが形
成される。
（３）以上の手順により形成されたものを適当な温度で
加熱し、透明ガラス化する。
加熱し、透明ガラス化する。
（４）コア層２ａを半導体素子の作成などで使用されて
いるエツチング技術を用いてエツチング処理し、第２図
の光導波路２のようなコア径を有するコア２ａを作成す
る。
いるエツチング技術を用いてエツチング処理し、第２図
の光導波路２のようなコア径を有するコア２ａを作成す
る。
（５）その上に手順（１）と同様の堆積パターンでＳｔ
Ｏ□を堆積させてクラッド層２ｂ’ を形成する。
Ｏ□を堆積させてクラッド層２ｂ’ を形成する。
（６） このようにして形成されたものを再度ガラス
化する。
化する。
本発明では、光ファイバ１、光導波路２及び発光ダイオ
ード３を固定する固定方法は、第１図の方法に限られる
ものではなく、ヒートシンク７上に光ファイバ１、光導
波路２、発光ダイオード３の固定治具をつけてもよい、
また、光導波路２に光ファイバｌ及び発光ダイオード３
を挿入しであるいは光ファイバ１及び発光ダイオード３
に光導波路２を挿入して固定してもよい、ヒートシンク
７は必要がなければ除いてもよい、能動的光部品と受動
的光部品を突き合わせる際に、光ファイバｌと光導波路
２との接続面及び先導波器２と発光ダイオード３との接
続面は必要に応じて屈折率が路間等なマツチングオイル
等を浸してもよい、先導波器２の形状は光ファイバ１と
発光ダイオード３のモードフィールド形状が一致し、光
導波路２内でこのモードフィールドが連続的に変化する
ものであれば任意の形状でよい。
ード３を固定する固定方法は、第１図の方法に限られる
ものではなく、ヒートシンク７上に光ファイバ１、光導
波路２、発光ダイオード３の固定治具をつけてもよい、
また、光導波路２に光ファイバｌ及び発光ダイオード３
を挿入しであるいは光ファイバ１及び発光ダイオード３
に光導波路２を挿入して固定してもよい、ヒートシンク
７は必要がなければ除いてもよい、能動的光部品と受動
的光部品を突き合わせる際に、光ファイバｌと光導波路
２との接続面及び先導波器２と発光ダイオード３との接
続面は必要に応じて屈折率が路間等なマツチングオイル
等を浸してもよい、先導波器２の形状は光ファイバ１と
発光ダイオード３のモードフィールド形状が一致し、光
導波路２内でこのモードフィールドが連続的に変化する
ものであれば任意の形状でよい。
また、光導波路２の製造方法において、コア幅つまりコ
アの高さ方向の厚さを変える方法は、必ずしも第８図の
堆積パターンに限られず、使用する装置の性能に応じて
任意のパターンとすることができる。必要であれば複数
回堆積させることもできる。同様に、コア屈折率を変え
る方法は必ずしも１種類のドーパントの濃度、量を変え
る方法に限られず、例えば、屈折率を下げる場合には屈
折率を下げるＢｚ Ｏ，、Ｆ等の材料を更に添加しても
よく、逆に屈折率を上げる場合には屈折率を上げるＰよ
Ｏｓ、Ｇｅ０ｔ等の材料を添加してもよい。
アの高さ方向の厚さを変える方法は、必ずしも第８図の
堆積パターンに限られず、使用する装置の性能に応じて
任意のパターンとすることができる。必要であれば複数
回堆積させることもできる。同様に、コア屈折率を変え
る方法は必ずしも１種類のドーパントの濃度、量を変え
る方法に限られず、例えば、屈折率を下げる場合には屈
折率を下げるＢｚ Ｏ，、Ｆ等の材料を更に添加しても
よく、逆に屈折率を上げる場合には屈折率を上げるＰよ
Ｏｓ、Ｇｅ０ｔ等の材料を添加してもよい。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、その両端面に結
合される光部品のモードフィールド形状と一致したモー
ドフィールド形状を夫々の端面に有しその内部でモード
フィールドが連続的に変化して両端面のモードフィール
ドが連続していることにより、また、光を導波する受動
的光部品と、光電変換能力を有する能動的部品との間に
、夫々のコアが一致するように光導波路を介挿し密着し
て、前記受動的光部品と前記能動的光部品とを結合して
成ることにより、更に、光導波路を石英により形成し、
そのコア径、コア形状及び屈折率の変化を火炎堆積中の
堆積パターン、ドーパント種類、濃度を変えて構成する
ことにより、従来の受動的光部品と能動的光部品の接続
損失の主な原因であったモードフィールドのミスマツチ
がなくせるために、能動的光部品と受動的光部品とを低
接続損失で接続できるという効果が得られる。
合される光部品のモードフィールド形状と一致したモー
ドフィールド形状を夫々の端面に有しその内部でモード
フィールドが連続的に変化して両端面のモードフィール
ドが連続していることにより、また、光を導波する受動
的光部品と、光電変換能力を有する能動的部品との間に
、夫々のコアが一致するように光導波路を介挿し密着し
て、前記受動的光部品と前記能動的光部品とを結合して
成ることにより、更に、光導波路を石英により形成し、
そのコア径、コア形状及び屈折率の変化を火炎堆積中の
堆積パターン、ドーパント種類、濃度を変えて構成する
ことにより、従来の受動的光部品と能動的光部品の接続
損失の主な原因であったモードフィールドのミスマツチ
がなくせるために、能動的光部品と受動的光部品とを低
接続損失で接続できるという効果が得られる。
第１図は本発明の光導波路の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図の光導波路の上面図、第３図、第４図、第
５図及び第６図は夫々第２図の断面ＩＩＩ −ＩＩＩ
、 ＩＶ−ＴＶ、、Ｖ−Ｖ及びＶｌ−νＩの断面図、第
７図は火炎堆積法の概略説明図、第８図は堆積パターン
を示す図、第９図、第１０図及び第１１図は夫々従来の
発光ダイオードと光ファイバの結合方法を例示する図、
第１２図は発光ダイオードのフィールドパターンを説明
する斜視図である。 １・・・光ファイバ、２・・・光導波路、３・・・発光
ダイオード、４・・・基板、７・・・ヒートシンク、８
・・・光フアイバ固定用治具、１０・・・バーナ、１１
・・・ダクト。
２図は第１図の光導波路の上面図、第３図、第４図、第
５図及び第６図は夫々第２図の断面ＩＩＩ −ＩＩＩ
、 ＩＶ−ＴＶ、、Ｖ−Ｖ及びＶｌ−νＩの断面図、第
７図は火炎堆積法の概略説明図、第８図は堆積パターン
を示す図、第９図、第１０図及び第１１図は夫々従来の
発光ダイオードと光ファイバの結合方法を例示する図、
第１２図は発光ダイオードのフィールドパターンを説明
する斜視図である。 １・・・光ファイバ、２・・・光導波路、３・・・発光
ダイオード、４・・・基板、７・・・ヒートシンク、８
・・・光フアイバ固定用治具、１０・・・バーナ、１１
・・・ダクト。
Claims (3)
- （１）その両端面に結合される光部品のモードフィール
ド形状と一致したモードフィールド形状を夫々の端面に
有し、その内部でモードフィールドが連続的に変化して
両端面のモードフィールドが連続していることを特徴と
する光導波路。 - （２）光を導波する受動的光部品と、光電変換能力を有
する能動的部品との間に、夫々のコアが一致するように
光導波路を介挿し密着して、前記受動的光部品と前記能
動的光部品とを結合して成ることを特徴とする光導波路
結合体。 - （３）光導波路を石英により形成し、そのコア径、コア
形状及び屈折率の変化を火炎堆積中の堆積パターン、ド
ーパント種類、濃度を変えて構成することを特徴とする
光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118073A JPH01288802A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63118073A JPH01288802A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 光導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01288802A true JPH01288802A (ja) | 1989-11-21 |
Family
ID=14727333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63118073A Pending JPH01288802A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01288802A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05134151A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-05-28 | Sharp Corp | 光結合光学装置 |
| JPH05323139A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光結合デバイス |
| WO1997047998A1 (fr) * | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Hitachi, Ltd. | Guide d'ondes optique et dispositif optique |
| JP2005331967A (ja) * | 2005-06-24 | 2005-12-02 | Fujitsu Ltd | 光結合装置 |
| JP2007079225A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長変換素子の接続方法および接続部材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58179350U (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-30 | 松下電器産業株式会社 | バスユニツトにおける天井点検装置 |
| JPS60175662A (ja) * | 1984-02-23 | 1985-09-09 | 松下電器産業株式会社 | バスユニツトなどの設備ユニツト |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63118073A patent/JPH01288802A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58179350U (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-30 | 松下電器産業株式会社 | バスユニツトにおける天井点検装置 |
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